[发明专利]一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法

说明书

本发明公开了一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法，涉及图像处理领域。本发明包括步骤S01：计算映射变换矩阵；步骤S02：保存映射变换矩阵；步骤S03：图像映射；步骤S04：检测光斑位置；步骤S05：实现投影交互；其中，步骤S03包括步骤S031：得到前景图像；步骤S032：映射变换；步骤S033：图像二值化；步骤S04包括步骤S041：寻找最大连通域；步骤S042：计算光斑重心位置。本发明通过在投影区域和电脑屏幕设置相对应的点坐标建立映射矩阵，保存至映射变换矩阵，再通过图像映射将电脑屏幕图像二值化，计算最大连通域确定广播的重心位置，从而实现系统的交互，提高互动式课堂教学系统的授课效果、增强了投影展示效果、防止投影图像畸变。

技术领域

本发明属于图像处理领域，特别是涉及一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法。

背景技术

交互式课堂教学系统是一种配合投影仪、电脑、相机等设备，可以在任意光滑投影面实现随意手指触摸控制、互动问答、远程交流等功能的系统。

因交互式课堂教学系统中的“交互”是通过相机捕捉图像，经图像算法处理后实现的，相机位于投影区域的上前方，当相机捕捉投影区域的图像时，相机的视角是从上向下，难免会导致捕捉到的图像出现畸变，即投影矩形区域在图像中显示是上大下小的形式，从而导致当用户在投影矩形区域下方绘制时，相机捕捉到的绘制光斑在图像中显示的非常小，从而会影响系统的正常交互。

为解决上述问题，本发明提供了一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法；能够实现图像畸形矫正，将相机捕捉到的畸变图像，通过三维映射变换成正常图像，从而解决投影区域下方绘制光斑较小的问题，保证了交互式课堂教学系统正常交互操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法，通过在投影区域和电脑屏幕设置相对应的点坐标建立映射矩阵，保存至映射变换矩阵，再通过图像映射将电脑屏幕图像二值化，计算最大连通域确定广播的重心位置，从而实现系统的交互，解决了现有的互动式课堂教学系统图像易变形、授课效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种交互式课堂教学系统光斑自适应映射方法，包括如下步骤：

步骤S01、计算映射变换矩阵：采集预先设定在电脑屏幕和投影区域的相对应的四组点位坐标并利用透视变换原理计算投影区域到电脑屏幕的映射矩阵；

步骤S02、保存映射变换矩阵：通过建立新的浮点64位矩阵保存步骤S01中获得的映射矩阵，遍历获得的映射矩阵，将对应位置的映射矩阵数据复制给新的浮点64为矩阵；

步骤S03、图像映射：具体包括以下步骤：

步骤S031、得到前景图像：获得相机采集的背景图像、当前图像和电脑屏幕图像并遍历当前图像和背景图像；

步骤S032、映射变换：通过三维透视变换原理，传入前景图像、电脑屏幕图像、映射矩阵、电脑屏幕分辨率并将前景图像映射到电脑屏幕图像上；

步骤S033、图像二值化：遍历电脑屏幕图像二维数据，若图像中灰度值大于10像素，则当前行、列的灰度值设置成255；若图像中灰度值等于10像素，则当前行、列的灰度值不变；若图像中灰度值小于10像素，则当前的行、列的灰度值设为0；

步骤S04、检测光斑位置：具体包括以下步骤：

步骤S041、寻找最大连通域：获取电脑屏幕图像中所有的连通域，遍历所有连通域，计算出连通域的面积，并筛选出面积最大的连通域点集合；